Chlor – Cl

Chlor (Cl) ist ein reaktionsfreudiges Halogen und kommt gewöhnlich in Verbindungen wie Natriumchlorid vor. Elementares Chlorgas, Chloridionen und die desinfizierend wirkenden Formen von Chlor im Wasser sind unterschiedliche chemische Spezies.

Chemische Eigenschaften · Verwendung und Vorkommen · Gesundheitliche Auswirkungen · Umweltauswirkungen · Wasser und Wasseraufbereitung

Chemische Eigenschaften von Chlor

Ausgewählte Eigenschaften von Chlor
Symbol / Ordnungszahl	Cl / 17
Gruppe / Periode / Block	17 / 3 / p
Intervall des Standardatomgewichts	[35.446, 35.457]
Elektronenkonfiguration	[Ne] 3s² 3p⁵
Übliche elementare Form	Cl₂, ein gelbgrünes Gas
Gasdichte (20 °C, 1 bar; berechnet)	2,91 g L⁻¹
Schmelzpunkt	−101,5 °C
Siedepunkt	−34,04 °C
Elektronegativität (Pauling)	3.16
Atomradius ohne Bindung	0,175 nm
Erste Ionisierungsenergie	1251,2 kJ mol⁻¹
Stabile Isotope	³⁵Cl und ³⁷Cl
Erstmals isoliert	Carl Wilhelm Scheele, 1774
CAS-Registrierungsnummer (Cl₂)	7782-50-5

Das Atomgewicht folgt den Angaben der CIAAW. Die Intervalle spiegeln natürliche Isotopenvariationen wider; Klammern geben die Unsicherheit der letzten Ziffern an. Die übrigen Eigenschaften folgen, sofern nicht anders angegeben, den Angaben der RSC. Atomradien hängen von ihrer Definition ab. Die Gasdichte ist eine Abschätzung nach dem idealen Gasgesetz bei 20 °C und 1 bar, berechnet aus ρ = pM/RT unter Verwendung konventioneller Atomgewichte; sie ist keine Flüssigkeitsdichte.

Warnsymbol für Chlorgas und Darstellung eines gelbgrünen Gases — Darstellung von Chlorgas; elementares Chlor ist gefährlich.

Eigenschaften, Verwendung und Vorkommen

Elementares Chlor ist ein gelbgrünes, reaktionsfreudiges Gas. Es wird hauptsächlich aus Salzlösung hergestellt und zur Herstellung vieler Verbindungen und Materialien verwendet, darunter Desinfektionsmittel und Kunststoffe. In der Natur kommt Chlor in Verbindungen wie Natriumchlorid vor, nicht als freies Gas.

Chlor gehört zusammen mit Fluor, Brom und Iod zur Gruppe der Halogene. Die Bezeichnung „Chlorid“ bezieht sich auf das Cl⁻-Ion und seine Salze.

Gesundheitliche Auswirkungen und sicherer Umgang

Chlorgas ist ätzend und kann Lunge, Augen und Haut schwer schädigen. Auch konzentrierte Hypochloritprodukte sind gefährlich und müssen entsprechend ihren Kennzeichnungen gehandhabt werden. Bleichmittel niemals mit Säuren oder ammoniakhaltigen Produkten mischen; dabei können gefährliche Gase freigesetzt werden.

Das Chloridion im Wasser unterscheidet sich chemisch von Chlorgas. Bei der Bewertung gesundheitlicher und ökologischer Auswirkungen müssen die jeweilige Verbindung und die tatsächliche Exposition ermittelt werden, statt alle chlorhaltigen Stoffe gleichzusetzen.

Chlor in der Umwelt

Wenn Chlorgas oder hypochlorige Säure in Wasser gelangt, reagiert es beziehungsweise sie mit anderen Stoffen und kann in Chlorid und andere Produkte umgewandelt werden. Chlorid ist in vielen natürlichen Gewässern beständig; hohe Konzentrationen können Geschmack, Salzgehalt und Süßwasserorganismen beeinträchtigen. Chlorierte organische Verbindungen können entstehen, wenn Desinfektionsmittel mit natürlichen organischen Stoffen reagieren; ihre Bildung hängt von der Wasserqualität und den Aufbereitungsbedingungen ab.

Chlor in der Wasseraufbereitung

Im Wasser bildet zugesetztes Chlorgas oder Hypochlorit freies Chlor, hauptsächlich hypochlorige Säure (HOCl) und Hypochloritionen (OCl⁻). Ihr Mengenverhältnis hängt vom pH-Wert ab. Freies Chlor wird eingesetzt, um viele krankheitserregende Mikroorganismen zu inaktivieren, und kann in Verteilungssystemen eine Desinfektionsmittelrestkonzentration aufrechterhalten.

Chloramin ist ein anderes Desinfektionsmittel, das aus Chlor und Ammoniak gebildet wird. Die Wahl des Desinfektionsmittels und der Betrieb hängen von der Qualität des Rohwassers, dem Desinfektionsmittelbedarf, den Kontaktbedingungen, den Anforderungen des Verteilungssystems und den Vorgaben für Desinfektionsnebenprodukte ab. Das Betriebspersonal überwacht die Desinfektionsmittelrestkonzentration und relevante Nebenprodukte gemäß den geltenden Normen; eine universelle Dosierung oder ein für jedes System gültiger Zielwert existiert nicht.

Nach der Desinfektion wird bei manchen Verfahren bei Bedarf Aktivkohle oder ein Reduktionsmittel eingesetzt, um restliches Chlor zu entfernen. Chloridionen werden durch Desinfektion nicht entfernt. Weitere Informationen finden Sie bei Lenntech zur Wasserdesinfektion.